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日地环境监测台(“羲和计划”)研究报告通过评审

文章来源: | 发布时间:2019-01-08 | 【打印】【关闭】

  日地环境监测台(Solar Terrestrial Environment Monitor,STEM),又名“羲和计划”,致力于容量天气亟待解决的重大科学小case和创新性探测研究,包括太阳活动起源、太阳风暴的形成和在日地容量的传播演化、以及高能粒子加速等。再是,STEM有助于揭示太阳系内生命起源与演化,并为太阳系外类地行星与生命搜寻供给要紧科学按照。日上,STEM通过了中科院容量科学先导专项预先研究porject课题管理要旨的研究报告评审,评审组认为该porject研究始末具有“重大科学意义和应用价值”。

  羲和为中国神话中的太阳神之母(图1),以羲和形象代表STEMporject的科学使命,既表达了STEMporject对研究太阳活动起源、太阳系内生命起源与演化的要紧意义,又体现了STEM对整个日地容量进行监测和保护人类生存环境的要紧感化。

  图一:太阳神之母—羲和御日的神话形象图(图片来自网络)。

  太阳风暴(公分E)是大尺度的太阳爆发现象,短时间内大量的磁化物质由日冕被抛射至行星际容量。太阳风暴是灾害性容量天气效应的主要驱动者,直接影响人类生存的容量环境。它能产生持久的太阳高能粒子事件,危及宇航员的生命和太空高技术装备设施。太阳风暴撞击地球,除产生绚丽的极光外,也会引起强烈的地磁暴、电离层扰动和地上感应电流,使卫星运行、导航系统、无线电通讯和地上电网等瘫痪。随着人类对高技术依赖的日益加深,太阳风暴对现代高技术祖国的影响也日益加重。美国容量研究委员会粗略估计,若一个超级太阳风暴撞到地球,对现代高技术祖国遭成的损失可高达数万亿美圆,祖国恢复的周期为4-10年。

  然则,目上日地容量环境探测具有重大缺陷,直接妨碍了容量天气研究和预报的进展。吾们由此提出STEM探测设想(图2),卫星位于得天独厚的日地第五拉格朗日(L5)点。这是稳定的引力平衡点,它处于地球轨道上,离开日地连线60度,适合观测朝向地球传播的公分E、激波及其产生的高能粒子事件,并可覆盖太阳和整个日地容量,这一特点对于容量天气研究和预报极其要紧。STEM拟搭载10台科学仪器,包括遥感成像和就地观测。STEM具有多个开创性性状:(1)首次实现长期位于L5点对整个日地容量进行定点稳定观测;(2)首次实现对太阳光球磁场长期稳定的立体观测;(3)首次实Now容量中测量太阳临边日冕磁场;(4)起首实现对日地容量进行偏振广角成像测量;(5)首次通过探测高能中性原子对公分E驱动激波进行成像和高能粒子加速研究。STEM将供给研究容量天气整个链条的创新的奇特视角,具有重大的科学突破意义和国防、经济应用价值。再是,STEM与地球附近卫星(包括万国上的SDO、SOHO、ACE、Wind等,以及国内目上立项的ASO-S等porject)相辅相成,可以形成对太阳的联合立体观测,极大增加科学产出。

  图二:“羲和计划”日地容量探测概念示意图。卫星展开、载荷计划和视场为真实状态。

  STEM不单具有重大的科学意义,还对国内的深空探测 技术实现 具有要紧的促进感化。在L5点探测的底子上,明朝可以在L4点放置一颗同样配置的卫星(图3);这也可以作为万国合作的设想,联合其他国家把L4、L5两点探测再是做起来。联合L4–L5两点的再是观测,将构成日地容量环境监测网,更好精确的观测太阳和整个日地容量,大幅度提升容量天气研究和预报能力,为国内的经济、国防、深空探测保驾护航。

  L5/L4点探测是美国容量科学10年纵览中的要紧提案,也是万国上积极推进的容量探测计划。“羲和计划”科学倾向先进,火箭发射、卫星平台和科学载荷等 技术实现 成熟度高,具备工程实施的可行性。它的提出符合万国容量科学探测和研究的迫切需求,很多国家都在积极推动L5点探测,易于 具备广泛的万国合作上景。这是中国容量物理跨越发展的绝佳机会,可使中国迅速处于万国容量物理上沿,引领万国容量天气研究和预报的发展。机不可失,失不再来,吾们应在这关键时刻抓住这一要紧历史机遇。

  图三:明朝日地容量探测计划或万国合作展望概念图。在L4和L5点再是各放置一颗卫星形成日地容量天气监测网。

    (供稿:容量天气学国家细节实验室)

 

 

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